[发明专利]城市轨道电车用供电系统及城市轨道电车

说明书

技术领域

本发明属于轨道电车的技术领域，具体涉及一种城市轨道电车用地面供电系统及城市轨道电车。 

背景技术

在现代城市的地面道路上采用电车作为公共交通的工具与使用汽油机或柴油机的公共汽车相比具有环保、节能和安全的优点，而且可使控制性能更加完善，人性化、个性化特征更加显现。与其它能源相比，电能可利用再生方法(如风能、太阳能等)取得，不仅取之不尽用之不竭，而且清洁环保。 

因电车行驶时必须由电网为其输送电能，故在行驶路线的道路的上方空间全程架设全线连续带电的牵引电网。牵引电网有两种送电方式，一种方式是牵引电网本身就带有正电源线和负电源线，而相应的电车为无轨电车，无轨电车的车厢上设置受电装置，其中的一根杆状受电导线与牵引电网的正电源线相接触，另一根杆状受电导线与牵引电网的负电源线相接触。另一种方式是牵引电网所输送的电源为正电源，还在行驶路线的路面上铺设起到导向作用的固定轨道，而该固定轨道则兼起负电源线(电源地)的作用，相应的电车因为既需要与上方空间的牵引电网相接触，又需要与地面轨道相接触，故可称为城市轨道电车。城市轨道电车包括有轨电车和导向轨电车。 

导向轨电车行驶时由其位于下部两侧的轮胎承重。在导向轨电车的车厢顶部的上方设置有用于与牵引电网相接触的受电弓，在导向轨电车的底盘上则设置起到电源地作用的导向轮。与导向轨电车的导向轮相对应，铺设于地面的轨道为单轨轨道，该单轨轨道不仅起到负电源线的作用，还通过与导向轨电车的导向轮的滚动配合而起到导向作用。导向轮与单轨轨道的配合，不仅迫使导向轨电车沿着单轨轨道行驶，而且保持导向轨电车的电路系统一直处于与牵引电网以及单轨轨道之间形成一个回路的状态，为车辆在行驶中始终处于得电状态提供了保证。 

有轨电车行驶时由其位于下部两侧的轨轮承重。有轨电车的车厢顶部 的上方设置有用于与牵引电网相接触的受电弓，有轨电车的底盘上轨轮则还起到电源地的作用。与有轨电车的轨轮相对应，铺设于地面的轨道为相互平行的起到承重以及兼起导向和负电源线作用的双轨轨道。轨轮与双轨轨道的配合，不仅迫使有轨电车沿着双轨轨道行驶，而且保持有轨电车的电路系统一直处于与与牵引电网以及双轨轨道之间形成一个回路的状态，为车辆在行驶中始终处于得电状态提供了保证。例如，中国专利文献CN101058296A所公开的系统就是一种有轨电车系统。 

但在如今高楼林立、天桥纵横的现代都市中，若要铺设这种架空式的牵引电网会给规划、建设带来诸多不便和新的安全隐患，特别是许多城市实施了杆线入地工程，为了牵引电网而重新竖立线杆而不太现实。 

在一些大城市，还常采用地下铁路系统和高架轻轨系统用于城市交通，其基本原理与城市地面上的有轨电车基本相同。但是，为了降低地铁通道的高度，可以在承载的两根轨道的中间或旁边设置一根第三轨道替代牵引电网的作用(可称为第三轨供电)。这种第三轨全线连续带电的供电方式，在地铁线路的环境中其安全性较好，但是若应用于城市地面则会因路面轨道始终处于通电状态而带来的安全问题。 

中国专利文献CN86207330U公开了一种用于供煤矿井下的电机车分段式架空线的自动开关。当机车行驶到某段架空线时，开关自动闭合、电源由电缆送入本段，当电机车离开时，开关自动断开，该段架空线失电。该自动开关解决了架空线(裸线)长期带电的问题，并且增加了漏电保护、断电闭锁功能，从而大大增强了架空线下行走和工作人员的安全。但是因为该文献中的供电方式仍然采用架空线方式，若用做城市地面电车仍然存在需要架设牵引电网的问题，并且该电车无轨道引导在井下行驶因坑道狭窄不存在受电弓脱离架空线的问题，但是若到地面上则难以确保正常行驶。 

中国专利文献CN1805866A公开了一种运输系统，包括具有与电源连接的至少一个供电导线的导线系统，相对于导线系统沿行车线路运动的至少一个运输车和至少一个用于将能量从导线系统无接触式传输到运输车的装置，该运输系统包括至少一个感应导线，它至少分段与供电导线相邻设置，使供电导线内流动的电流在感应导线内产生感应电流。该现有技术的不足之处在于：该方案采用电磁感应方式将供电导线上的电能传送至运输车，从而实现运输车的运转。因为该方案在实施时必然产生较强的电磁辐射，不仅能耗较大，而且所产生的高次谐波还会对人体健康产生不利影响。